Produccion Lechuga Earth

UUUnnniiivvveeerrrsssiiidddaaaddd EEEAAARRRTTTHHH

PPPrrroooddduuucccccciiinnn hhhiiidddrrrooopppnnniiicccaaa dddeee llleeeccchhhuuugggaaa (((LLLaaaccctttuuucccaaa sssaaatttiiivvvaaa LLL...))) eeennn

sssiiisssttteeemmmaaa rrreeeccciiirrrcccuuulllaaannnttteee eeennn lllaaa rrreeegggiiinnn aaatttlllnnntttiiicccaaa dddeee CCCooossstttaaa RRRiiicccaaa

Eufren Judith Ninancuro Ramos

Bakhtiar Tantri Wiyasa

Proyecto de Graduacin

para obtener el grado de

Licenciatura en Ciencias Agrcolas

y el ttulo de

Ingeniero Agrnomo

222000000777

GGGuuuccciiimmmooo,,, LLLiiimmmnnn,,, CCCooossstttaaa RRRiiicccaaa

ii

La Universidad EARTH certifica que el Proyecto de Graduacin titulado

Produccin hidropnica de lechuga (Lactuca sativa L.) en sistema recirculante en la regin atlntica de Costa Rica

Presentado por

Eufren Judith Ninancuro Ramos

Bakhtiar Tantri Wiyasa

Rene las condiciones para obtener el ttulo de Ingeniero agrnomo con el grado acadmico de Licenciatura

Decano de Asuntos Acadmicos Manuel Cerrato, PhD

Asesor Jorge Arce, MSc

Asesor Jos Ricardo Palacios, Ing. Agr.

Diciembre, 2007

iii

Dedicatoria A mis padres Nicolasa y Martn. A mis hermanos Edgardo, Victoria, Brgida, Ernesto y Misael. A mi querida hija Dhamar Beatriz.

Al agricultor boliviano razn de mi superacin

Dedico este trabajo a la humanidad y el bienestar de todos los seres humanos, los cuales han sido mi motivacin de siempre seguir adelante y mejorando cada da. Espero que este pequeo aporte mo contribuya a la historia de los mismos y no ser mi ltima ni mxima contribucin para ellos.

Agradecimiento A DIOS por la vida. A la Universidad EARTH por la oportunidad de estudiar. A Freddy Burgoa por depositar una confianza en mi persona. A los asesores profesores Jorge Arce y Ricardo Palacios. A mis amigas y amigos de la promocin 2004-2007, y en especial a Daniel, Gerardo y Bakhtiar. A William Rojas y a los trabajadores de la Finca Integrada Pecuaria, que jams olvidare los momentos compartidos.

Doy gracias a DIOS por lo que haba pasado, por lo que est pasando y por lo que pasar. Mis profundas gracias a mis padres, Sumadi y Susanti, mi hermana, Hayun, y mi hermano, Ardi, en Indonesia, por sus apoyos durante todos estos aos. Tambin a mi querida, Lilis, gracias por esperarme. Mi sincero agradecimiento a los profesores asesores, Jorge Arce y Ricardo Palacios por la invalorable supervisin. A mis amigos y la comunidad en EARTH por ser una parte muy linda de mi vida. Mi sincero agradecimiento a la Agencia Noruega de Desarrollo (NORAD) por la beca que me ha dado la oportunidad de poder estudiar en la EARTH por estos cuatro aos.

Gracias a todas las personas que me han ayudado durante estos aos que no puedo citar uno por uno.

1

Resumen Se construy un sistema hidropnico recirculante (NFT) en un ambiente abierto con el propsito de producir lechuga (Lactuca sativa cv. Americana). Se caracterizaron las plantas con la ayuda de los descriptores cuantitativos siguientes: peso de la biomasa radicular, peso de la biomasa foliar, longitud de la raz y longitud de la hoja. Se estudiaron tres tratamientos de altura de la lmina de la solucin nutritiva, a saber: 5 cm, 4 cm y 3 cm. Se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos, siendo el tratamiento con la lmina de 4 cm el que produjo los mejores resultados. Al estudiar el pH y la conductividad elctrica de la solucin nutritiva, se encontr que a mayor precipitacin pluvial disminuye el pH y la conductividad elctrica, causando problemas en el desarrollo de las plantas. La temperatura de la solucin nutritiva y el oxgeno disuelto afectaron el crecimiento de las plantas.

Palabras Claves: Hidropona, lechuga, Lactuca sativa, solucin nutritiva, sistema recirculante, NFT.

Abstract A hydroponics Nutrient Film Technique (NFT) or recirculating system was assembled in the open air environment in order to produce lettuce (Lactuca sativa cv. Americana). The crops were characterized using the following quantitative descriptions: root weight, leaf weight, root length and leaf length. Three nutritive solution film height treatments of 5 cm, 4 cm and 3 cm were evaluated. There were statistically significant differences among the treatments, in which the 4 cm solution film presented the best results. Analyzing the pH and the electric conductivity, the pluvial rainfall decreased the pH and the electric conductivity, causing problems in plant growth. The temperature of nutritive solution and the dissolved oxygen also had effect on crop yield.

Keywords: Hydroponics, lettuce, Lactuca sativa, nutritive solution, recirculating system, NFT.

2

Lista de contenido Pgina

DEDICATORIA ......................................................................................................... III AGRADECIMIENTO................................................................................................. III RESUMEN ................................................................................................................. 1 ABSTRACT ............................................................................................................... 1 TABLA DE CONTENIDO .......................................................................................... 2 1 INTRODUCCIN................................................................................................ 4 2 OBJETIVOS....................................................................................................... 5

2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................... 5 2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS...................................................................... 5

3 REVISIN BIBLIOGRFICA............................................................................. 6 3.1 HIDROPONA ............................................................................................ 6 3.2 LA TCNICA RECIRCULANTE ................................................................. 7 3.3 LA SOLUCIN NUTRITIVA ....................................................................... 8

3.3.1 Problemas nutricionales ................................................................ 10 3.4 VENTAJAS DE LOS CULTIVOS HIDROPNICOS ................................ 10 3.5 DESVENTAJAS DE LOS CULTIVOS HIDROPNICOS ......................... 11 3.6 OXGENO PARA LAS RACES ............................................................... 11 3.7 CULTIVO HIDROPNICO DE LA LECHUGA ......................................... 12

4 MATERIALES Y MTODOS............................................................................ 13 4.1 LOCALIZACIN DEL ESTUDIO.............................................................. 13 4.2 ESPECIE VEGETAL UTILIZADA............................................................. 13 4.3 DISEO EXPERIMENTAL....................................................................... 13 4.4 CONSTRUCCIN DE LA ESTRUCTURA............................................... 15 4.5 PREPARACIN DE LA SOLUCIN NUTRITIVA .................................... 16 4.6 TRASPLANTE ......................................................................................... 16 4.7 COSECHA ............................................................................................... 17 4.8 VARIABLES DE PRODUCCIN ESTUDIADAS...................................... 17 4.9 CARACTERSTICAS EVALUADAS......................................................... 17 4.10 ANLISIS DE LOS DATOS ..................................................................... 17

5 RESULTADOS Y DISCUSIN......................................................................... 18 5.1 PRUEBA PRELIMINAR DEL SISTEMA NFT........................................... 18 5.2 TEMPERATURA DE LA SOLUCIN NUTRITIVA ................................... 18 5.3 OXGENO DISUELTO ............................................................................. 19 5.4 CONDUCTIVIDAD ELCTRICA Y PH DE LA SOLUCIN...................... 21 5.5 PESO DE LA BIOMASA RADICULAR..................................................... 23

3

5.6 LONGITUD DE LA RAZ .......................................................................... 25 5.7 PESO DE LA BIOMASA FOLIAR ............................................................ 26 5.8 LONGITUD DE LA HOJA......................................................................... 27

6 FUENTES CITADAS........................................................................................ 30 7 ANEXOS .......................................................................................................... 32

Produccin hidropnica de lechuga (Lactuca sativa) en sistema recirculante en la regin atlntica de Costa Rica

4

1 Introduccin

La necesidad de producir alimentos para una poblacin en continuo crecimiento ha

estimulado a algunos productores a considerar la hidropona como una alternativa de

produccin viable. Esto ha permitido volver la mirada a un sistema de cultivo que

cada vez cobra mayor inters, tanto en pequea como en mediana y gran escala,

dentro de la comunidad de agricultores, pues adems de producir alimentos de

buena calidad, la rentabilidad del sistema podra convertirse en un atractivo que

estimule la participacin de muchas personas. La hidropona permite el uso racional

de los nutrientes, del agua, del espacio, del tiempo y tambin de la mano de obra.

La produccin hidropnica se ha desarrollado con ms nfasis en los pases

industrializados, especialmente con hortalizas. En pases en vas de desarrollo,

particularmente en aquellos del trpico hmedo, hay muy poca investigacin e

informacin en este campo. Afortunadamente, existen personas interesadas en

desarrollar esta tcnica de produccin y para ello han iniciado la investigacin

cientfica requerida.

Considerando que la hidropona es una tcnica exitosa de produccin de hortalizas,

se decidi realizar esta investigacin con el sistema recirculante (NFT) para

promocionar el cultivo de la lechuga, especialmente en la regin del trpico hmedo

de Costa Rica. El xito que eventualmente se pueda obtener de esta investigacin

depender del grado de adopcin que muestren los agricultores, de su particular

inters por la produccin limpia de alimentos y por su compromiso con el uso racional

de los recursos.


5

2 Objetivos

2.1 Objetivo general Evaluar la produccin hidropnica de lechuga en un sistema recirculante con

diferentes niveles de lmina para la seleccin del mejor tratamiento.

2.2 Objetivos especficos

1. Construir una estructura que permita el cultivo hidropnico de lechuga en un sistema NFT para la diversificacin de las alternativas existentes.

2. Caracterizar las plantas de lechuga con la ayuda de cuatro descriptores cuantitativos para la seleccin del mejor tratamiento de altura de lmina.

3. Analizar el pH, la conductividad elctrica, la temperatura y el oxgeno disuelto de la solucin nutritiva para la evaluacin de esos factores en el crecimiento de las plantas.


6

3 Revisin bibliogrfica

3.1 Hidropona La palabra Hidropona se deriva del griego Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo) lo

cual significa literalmente trabajo en el agua. La hidropona, en trminos estrictos, es

una tcnica que permite producir plantas sin emplear suelo1. Con una interpretacin

menos estricta aplica a sistemas que emplean sustratos inertes, porque stos no

interfieren ni aportan elementos nutritivos a la planta, ms bien actan como soporte

y contenedor de las soluciones nutritivas2. La hidropona o cultivo sin tierra es una

tecnologa muy avanzada la cual, con reducido consumo de agua y pequeos

trabajos fsicos pero con mucha dedicacin y constancia, permite producir hortalizas

frescas, sanas y abundantes en espacios ms reducidos.

Numerosos sistemas hidropnicos son aplicables en varias condiciones ambientales.

La hidropona ha venido ganando importancia como una alternativa de produccin en

la agricultura moderna3.

La hidropona es una tcnica joven y ha sido utilizada a nivel comercial en el ltimo

medio siglo. En este breve periodo se adapt a diversas situaciones, desde los

cultivos al aire (aeropona) y en invernadero con tecnologa avanzada. Su nica

restriccin es el agua potable y los nutrientes4.

Los sistemas hidropnicos se clasifican en abiertos y cerrados. En los sistemas

abiertos los excesos de agua salen del sistema como desechos a travs de drenajes,

mientras que en los sistemas cerrados la solucin nutritiva recircula con una mnima

prdida5.

1 UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA, Qu es hidropona? [En lnea] 2 CANOVAS MARTNEZ, F., Principios bsicos de la hidropona, p. 29-42. 3 SANCHEZ DEL CASTILLO, F. y ESCALANTE REBOLLEDO, E., Hidropona: Principios y mtodos

de cultivo, p. 194. 4 RESH, HM., Cultivos Hidropnicos, p. 509 5 CORAZON VERDE, Hidropona: sistemas. [En lnea]


7

3.2 La tcnica recirculante Esta tcnica es conocida como NFT (Nutrient Film Technique). Fue desarrollada en

el Glasshouse Crop Research Institute, en Inglaterra por Allen Cooper en el ao

1965. Es muy utilizada en el mundo principalmente para el cultivo de hortalizas de

hojas como berros, lechugas, acelgas y especias como albahaca y menta, aunque

tambin se producen frutos como chile dulce, tomate y pepino, entre otros6. La

tcnica es ms utilizada para cultivos comerciales de lechuga y otras hierbas, es un

sistema complejo pero eficaz para la produccin a gran escala7.

El sistema NFT es una tcnica cultural en donde las plantas son cultivadas con su

sistema radicular sumergido en una lmina de agua, por la cual circula

continuamente la solucin nutritiva8. Las funciones de la lmina de agua son dos:

evitar que la solucin nutritiva est lejos de las races y favorecer la aireacin9. La

NFT comprende una serie de diseos, cuyo principio bsico es la continua

circulacin de una lmina muy delgada de solucin nutritiva a travs de las races de

las plantas10.

Comercialmente existen diferentes estructuras para el cultivo de plantas con la

tcnica de NFT. Las industrias en los pases desarrollados manufacturan equipos

especializados que son relativamente caros11.

Entre las ventajas de esta tcnica se pueden citar las siguientes: ahorro de

fertilizantes, no requiere sustrato, permite cultivar con alta demanda de agua12.

Adems, por utilizar una delgada lmina de solucin nutritiva, la estructura de la

instalacin puede ser ms liviana comparada con otros sistemas hidropnicos, lo que

permite reducir los costos de mantenimiento e instalacin13.

6 SOTO, F. Produccin de lechuga con la tcnica de lmina de nutrientes modificada (NFT), p. 38. 7 ALPIZAR, L., Hidropona cultivo sin tierra, p. 108. 8 RESH, HM., ref. 4, p. 509. 9 NOGUERA GARCIA, V., Sistemas de solucin perdida y recirculante, p. 85-126. 10 SANCHEZ DEL CASTILLO, F. y ESCALANTE REBOLLEDO, E., ref. 3, p. 194. 11 RESH, HM., ref. 4, p. 509 12 SANCHEZ DEL CASTILLO, F. y ESCALANTE REBOLLEDO, E., ref. 3 p. 194 13 NOGUERA GARCIA, V., ref. 9. p. 120


8

Las desventajas del sistema son: requiere experiencia tcnica, un riguroso control de

calidad y aireacin de la solucin nutritiva, el control de la concentracin de los

nutrientes y la diseminacin de enfermedades14.

3.3 La solucin nutritiva La calidad de la solucin nutritiva es clave para la tcnica NFT. La solucin es tan

importante como la preparacin del sustrato en otras tcnicas hidropnicas. En

general, los especialistas han publicado ms de 300 soluciones nutritivas distintas

para los diferentes cultivos. La mayora de estas soluciones se han obtenido

mezclando los nutrientes en proporciones diferentes y evaluando el desarrollo del

cultivo. La mezcla de nutrientes donde el cultivo creci mejor es una solucin nutritiva

especfica para dicho cultivo. Recomendar una solucin nutritiva no garantiza que no

pueda existir otra en la cual se desarrolle mejor el cultivo15.

La solucin nutritiva est compuesta por aquellos elementos que requiere la planta

para crecer. Comnmente las plantas absorben estos elementos del suelo por medio

de las races. Sin embargo, en la hidropona no se utiliza el suelo, razn por la cual

es necesario aplicar la solucin nutritiva que contiene los elementos esenciales para

el crecimiento16.

La solucin de nutrientes en un sistema NFT debe circular las 24 horas, por lo que es

recomendable el uso de una bomba con controlador de tiempo17. La solucin debe

circular entre 1 a 2 litros por minuto18 y no debe permanecer por ms de tres a cuatro

semanas en el sistema19. La prctica de desechar la solucin vieja no es

conveniente, pues resulta antieconmica. Podra utilizarse, previo anlisis qumico,

en los cultivos convencionales20.

14 SANCHEZ DEL CASTILLO, F. y ESCALANTE REBOLLEDO, E., ref. 3, p. 194 15 MALDONADO, R., Mtodo Universal para la preparacin de soluciones nutritivas, p. 36. 16 CORAZN VERDE. Hidropona: Nutrientes, [En lnea] 17 ALPIZAR, L., ref. 7, p. 109. 18 RESH, HM., ref. 4, p. 172. 19 ORELLANA LEAL, LF. Conoce el sistema de cultivo NFT, p. 18. 20 HUTERWAL, G., Hidropona cultivos de plantas sin tierra, p. 251.


9

Para la preparacin de la solucin nutritiva se recomienda utilizar productos que

presentan una alta solubilidad, una mayor pureza y que introduzcan una menor

cantidad de elementos que pueden ser txicos para las plantas21.

La solucin nutritiva consiste de agua con oxgeno y todos los nutrientes disueltos en

forma inica y algunos compuestos orgnicos como quelatos de hierro que forman

parte de dicha solucin22. De los 92 elementos naturales que se conocen, solamente

16 son esenciales para el crecimiento de las plantas en diferentes proporciones23.

La solucin nutritiva debe tener seis macronutrientes: nitrgeno, fsforo, potasio,

calcio, magnesio y azufre. Estos pueden ser aportados por tres sales: nitrato clcico,

fosfato potsico y sulfato magnsico24. Tambin es necesaria la presencia de siete

micronutrientes: hierro, cobre, zinc, manganeso, boro, molibdeno y cloro25.

En un cultivo hidropnico los nutrientes deben ser provistos oportunamente mediante

las soluciones diluidas26. La temperatura de la solucin es un punto crtico. Si la

solucin es muy fra, la tasa metablica de la raz baja y la absorcin de nutrientes

tambin. Esto tiene un efecto de retardo en el crecimiento de la planta por debajo de

lo deseado. Tambin existen problemas cuando la temperatura es muy alta y esto

afecta la absorcin mineral. El mejor rango de temperatura est entre 18 y 25 C

para la mayora de los cultivos27.

Se debe evitar el uso de las aguas duras, ya que estas contienen altos niveles de

calcio y de magnesio.28

21 MALDONADO, R., ref. 15, p. 29. 22 MACAS DAZ, D y LARA, A., Flujo de solucin nutritiva y plantas por canal en cultivo hidropnico

de jitomate. [En lnea] 23 RESH, HM., ref. 4, p. 40. 24 CERD CERD, A., Solucin nutritiva. Principios bsicos: Comportamiento e interacciones de los

distintos elementos, p. 132. 25 MACAS, D y LARA, A., ref. 22. [En lnea]. 26 FURLANI, P., Nutricin mineral de plantas en sistemas hidropnicos. [En lnea]. 27 BARRY, C. Hidropona: Soluciones Nutritivas. [En lnea]. 28 BARRY, C., ref. 27. [En lnea].


10

3.3.1 Problemas nutricionales El inadecuado manejo de la solucin nutritiva puede generar problemas nutricionales

en el cultivo. Estos problemas son causados tanto por la deficiencia como por el

exceso de un elemento (macro y micro).

El exceso de NH4 (amonio) puede ocasionar fitotoxicidad, puesto que disminuye el pH de la solucin provocando graves quemaduras en las hojas.

Se recomienda no aportar ms del 5-10 % del nitrgeno total en forma de

NH4.

La baja concentracin de potasio reduce el porcentaje de frutos de buena calidad. El exceso de potasio puede provocar la deficiencia de magnesio.

Un dficit de calcio puede provocar problemas de enfermedades fungosas en lechuga.

El fsforo puede ser deficiente en presencia de bajas temperaturas pues ocurre precipitacin de fosfatos.

3.4 Ventajas de los cultivos hidropnicos Entre las ventajas que ofrecen los cultivos hidropnicos estn las siguientes29:

Es posible alcanzar y mantener la concentracin de nutrientes deseada en la solucin nutritiva.

Permite cultivar plantas en lugares donde no hay suelo o donde ste pueda estar contaminado o no reunir las condiciones de fertilidad.

Existe una mayor uniformidad en las plantas. La nutricin puede ser cambiada en cualquier momento en funcin de las

condiciones climticas.

La floracin y la fructificacin estn influenciadas por el N. Por ello el aporte de este nutriente puede regular las fases del ciclo vegetativo y reproductivo del

desarrollo de las plantas.

El pH de la solucin se mantiene en el rango ms adecuado para cada cultivo. 29 CERD CERD, A., ref. 24, p. 133-134.


11

Existen menos problemas en el control de las enfermedades.

3.5 Desventajas de los cultivos hidropnicos Entre las desventajas de los cultivos hidropnicos se pueden mencionar las

siguientes30:

La produccin est limitada por el rea disponible. Es necesaria una capacitacin previa para el manejo exitoso. En condiciones de invernadero estn limitados a cultivos de alto valor

comercial.

3.6 Oxgeno para las races Normalmente se asume que las races de las plantas en un sistema NFT obtienen el

oxgeno de la solucin nutritiva y del espacio no ocupado por la solucin. En una

situacin ideal se tiene una lmina delgada de solucin (1 mm) fluyendo a lo largo del

canal, esto permite que la mayor parte de la raz se site sobre la solucin. Los

requerimientos de oxgeno y la habilidad de la planta para superar condiciones de

inundacin varan de acuerdo con la especie31. La falta de oxgeno es comn en

estructuras viejas. La mayor parte de la raz est sumergida en la solucin nutritiva y

es la mayor barrera para el movimiento gaseoso entre las races y el espacio libre no

ocupado por la solucin. Las races gruesas tambin son ms vulnerables a la falta

de oxgeno, ellas consumen ms O2, pero tienen menor rea superficial para la

absorcin de gases. Si la aireacin no es adecuada para un sistema radicular, gases

tales como etileno y CO2 (dixido de carbono) no pueden difundirse y se acumulan

en la zona radicular.32

30 CERD CERD, A., ref. 24, p. 134. 31 MORGAN, L., Se estn sofocando sus plantas? La importancia del oxigeno en hidropona. [En lnea]. 32 MORGAN, L., ref. 31. [En lnea].


12

3.7 Cultivo hidropnico de la lechuga La lechuga (Lactuca sativa L.) es una de las plantas ms importantes del grupo de

las hortalizas de hoja. Se utiliza para el consumo fresco, mayormente en ensaladas.

Es ampliamente conocida y se cultiva en casi todas las naciones del mundo. Es la

hortaliza de hoja ms sembrada en Costa Rica y, desde el punto de vista nutricional,

tiene cantidades razonables de vitaminas A y C, as como calcio, hierro y fsforo33.

La lechuga es el cuarto vegetal ms importante cultivado hidropnicamente despus

del tomate, pepino y chile dulce34. Esta hortaliza tiene un nicho especfico de

mercado como un producto gourmet, de alta calidad, y es particularmente popular

en los restaurantes.

Las variedades ms populares cultivadas en hidropona son Bibb y Rex. De estas

variedades se ha reconocido que la Rex es hasta este momento la ms resistente a

las altas temperaturas del clima tropical y resistente al embotellamiento bajo estrs.

Para prevenir el embotellamiento se debe cosechar de 26 a 30 das despus del

transplante35.

33 HERNNDEZ LPEZ, J., Olericultura, p. 273. 34 RESH, HM., Hydroponic Culture of Lettuce I. [En lnea]. 35 RESH, HM., ref. 34. [En lnea].


13

4 Materiales y mtodos

4.1 Localizacin del estudio El estudio se realiz en el campus de la EARTH localizado en Las Mercedes de

Gucimo, Limn, Costa Rica. El campus est localizado geogrficamente a 10 12

de latitud Norte y 83 37 de longitud Oeste. La altitud promedio es de 55 msnm y la

temperatura promedio anual es de 25 C. Se registra una precipitacin promedio

anual de 3227 mm y una humedad relativa promedio anual de 87 %.

4.2 Especie vegetal utilizada Se utiliz la lechuga americana por ser resistente a la quema de las hojas. La

seleccin de la variedad cultivada se realiz por recomendacin de Soto36.

4.3 Diseo experimental Se utiliz un diseo de bloques al azar con tres tratamientos y tres repeticiones. Por

la naturaleza del experimento cada repeticin estuvo representada por un tubo de

PVC de 6 m de largo y 7,6 cm de dimetro. Los tubos fueron perforados a una

distancia de 20 cm y en cada perforacin se sembr una planta. En la figura 1 se

muestra la distribucin espacial de las repeticiones con sus respectivos tratamientos.

36 SOTO, F. Comunicacin personal.


14

Figura 1. Diseo experimental utilizado en la produccin hidropnica de lechuga con tres tratamientos.


15

4.4 Construccin de la estructura La construccin de la estructura se realiz en un lugar sin techo y ocup un rea

aproximada de 50 m2. Los tubos de PVC se colocaron encima de una estructura de

madera a una altura aproximada de 50 cm del suelo. El tanque distribuidor se instal

a una altura de 1 m del suelo, en tanto que el tanque receptor se instal a nivel del

suelo, para lo cual fue necesario excavar. La bomba utilizada tena una potencia de 1

HP y se instal en la parte inferior del tanque distribuidor. En la figura 2 se muestra el

sitio de instalacin del experimento.

Figura 2. Construccin de la estructura para la produccin hidropnica de lechuga en el sistema NFT.

El sistema tena dos puntos de oxigenacin de la solucin. El primero al momento de

la cada en el tanque receptor y el segundo al momento del bombeo al tanque

distribuidor.

La lmina de la solucin dentro de los tubos fue manejada con un orificio en los

tapones de la salida. La pendiente de instalacin de los tubos fue de 0,5 %.

La siembra de la lechuga se realiz en un macetero NET-POT negro de 2 pulgadas

de dimetro (5,08 cm) (ver anexo 3). Cada planta en el macetero estaba sujeta con

una esponja de 12 cm2 con un grosor de 1 pulgada para fijar la lechuga en el centro

del macetero.


16

4.5 Preparacin de la solucin nutritiva Se utilizaron los productos comerciales que distribuye el Centro Nacional de

Jardinera Corazn Verde. Estos productos vienen en presentacin de sales

denominadas A, B y C. Las soluciones madres se prepararon de la manera siguiente:

5 ml de la soluciones A y C disueltos en un litro de agua, 2,5 ml de la solucin B en

un litro de agua.

El flujo de la solucin en los tubos fue continuo e impulsado por una bomba elctrica.

El intervalo por bombeo fue de 9 min y la duracin del encendido de la bomba fue de

2 min con 20 s. El ciclo total de recirculacin de la solucin nutritiva fue de 11 min

con 20 s.

4.6 Trasplante El trasplante se realiz a los 25 das de edad de las plntulas y en horas de la tarde

para reducir el estrs. Antes de realizar el trasplante las races se limpiaron con

agua para eliminar los residuos del sustrato inerte. Al finalizar el trasplante se verific

que las races estuvieran en contacto con la solucin nutritiva. En los primeros cuatro

das todas las plantas fueron asperjadas con agua (temperatura ambiente), con el fin

de bajar la temperatura de las plantas y minimizar el estrs. Tambin se elev el

nivel de la lmina en los tratamientos 1 y 2 para facilitar el desarrollo de las races.

En la Figura 3 se observa el trasplante a los tubos de PVC.

Figura 3. Trasplante de las lechugas a los tubos PVC en el sistema de produccin hidropnica NFT.


17

4.7 Cosecha La cosecha se realiz a los 24 das despus del trasplante. Se cosecharon al azar 10

plantas por repeticin, haciendo un total de 30 plantas por cada tratamiento.

4.8 Variables de produccin estudiadas Las variables de produccin estudiadas fueron las siguientes: pH, conductividad

elctrica, oxgeno disuelto, temperatura de la solucin nutritiva, temperatura del aire,

humedad relativa y precipitacin pluvial.

Para determinar la temperatura de la solucin nutritiva se tomaron datos en tres

diferentes horas del da: 6, 12 y 18 horas.

4.9 Caractersticas evaluadas Se tomaron datos de las siguientes caractersticas: peso de la biomasa radicular (g),

peso de la biomasa foliar (g), longitud de la hoja (cm), longitud de la raz (cm).

4.10 Anlisis de los datos Todos los datos fueron analizados estadsticamente utilizando el programa SAS. Se

aplic una prueba de Tukey 5 %.


18

5 Resultados y discusin

5.1 Prueba preliminar del sistema NFT La prueba preliminar del sistema NFT permiti realizar correcciones posteriores para

una mejor produccin de plantas de lechuga. As, en los tratamientos 2 y 3 se elev

el nivel de la lmina para permitir un mayor y mejor contacto de las races con la

solucin nutritiva. Con el fin de bajar la temperatura externa de las plantas, se decidi

asperjar agua potable a temperatura ambiente para mantener la temperatura de

crecimiento en un rango de 23-29 C y permitir a la planta un adecuado desarrollo.

5.2 Temperatura de la solucin nutritiva En los das ms calurosos, la temperatura de la solucin nutritiva alcanz 32 C. De

acuerdo con Resh37 este valor de temperatura es muy alto y puede perjudicar el

crecimiento de las plantas, pues sta no debera exceder los 30 C. La temperatura

mnima registrada fue de 23 C que, de acuerdo con el mismo autor, es favorable

para el desarrollo de las plantas de lechuga. Las altas temperaturas internas se

debieron fundamentalmente a la incidencia directa de los rayos solares sobre los

tubos de PVC. Sin lugar a dudas las altas temperaturas internas afectaron la

absorcin de nutrientes por parte de las races de las plantas.

La reduccin de las temperaturas internas del tubo de PVC se puede lograr utilizando

un tubo blanco o de cualquier otro color que rechace la accin de los rayos solares.

Tambin se puede lograr instalando el sistema NFT en un sitio bajo sombra. En la

figura 4 se observa el incremento de la temperatura de la solucin nutritiva en un

perodo de 5 das y en diferentes horas del da. Se observa que la mxima

temperatura se alcanz entre las 11 de la maana y las 2 de la tarde, en tanto que la

temperatura mnima se registr alrededor de las 5 de la maana. La temperatura

interna de la solucin es clave para producir lechugas de buena calidad.

37 RESH, HM., ref. 34. [En lnea].


19

22,00

23,00

24,00

25,00

26,00

27,00

28,00

29,00

30,00

05:00 08:00 11:00 14:00 17:00 20:00 23:00

Horas en el da

Tem

pera

tura

(C

)

T1 T2 T3

Figura 4. Comportamiento de la temperatura de la solucin nutritiva en diferentes horas del da y en un perodo de 5 das en la produccin de lechuga.

5.3 Oxgeno disuelto La cantidad de oxgeno disuelto en la solucin nutritiva es fundamental para producir

plantas de buena calidad. De acuerdo con Remy38 la cantidad de este elemento debe

ser mayor de 3,2 mg/l para que las plantas de lechuga puedan crecer sanas y

vigorosas. En este estudio se encontraron valores de 4,76 - 6,92 mg/l en el tanque

distribuidor, en tanto que en el tanque receptor se registraron valores de 6,56 - 6,78

mg/l. Estos valores se consideran ptimos para la produccin de lechugas de buena

calidad.

La cantidad de oxgeno disuelto dentro del tubo depende de la altura de la lmina de

solucin nutritiva recirculante y de la temperatura. Remy39 asegura que a 27 C el

38 REMY, M., Evaluacin de dos tcnicas hidropnicas adaptadas para las condiciones del trpico

hmedo, p. 21-22. 39 REMY, M., ref. 38, p. 21.


20

nivel de saturacin (100 %) de oxgeno disuelto es de 8 mg de oxgeno por litro de

agua.

En el ciclo del cultivo, en el tratamiento 1 (T1) se registr el valor mximo y mnimo

de oxgeno disuelto (6,96 mg/l y 5,14 mg/l respectivamente). En el tratamiento 2 (T2),

el mximo fue de 7,54 mg/l y el mnimo fue de 6,04 mg/l. En el tratamiento 3 (T3) la

concentracin mxima fue de 7,85 mg/l y 6,58 mg/l el mnimo. La figura 5 muestra el

comportamiento de los valores de oxgeno disuelto en cada tratamiento durante el

ciclo del cultivo.

5,005,506,006,507,007,508,00

0 3 6 9 12 15 18 21 24

Das

Oxi

geno

Dis

uelto

(mg/

l)

T1 T2 T3

Figura 5. Comportamiento y valores de oxgeno disuelto dentro de los tubos de cada tratamiento.

Los niveles de oxgeno disuelto en la solucin nutritiva mostraron diferencias entre

los tratamientos. Se puede observar en la figura 5 que el tratamiento 3 fue el que

mostr mayores valores, en tanto que el tratamiento 1 registr los valores menores

de oxgeno disuelto. Esto se debi a la altura de la lmina dentro del tubo, pues al

ocupar la lmina menor espacio, mayor era el volumen de oxgeno disponible para la

planta.

En un estudio realizado por Remy40 con plantas de lechuga sumergidas en bandejas,

encontr que el oxgeno disuelto alcanz valores menores de 3,2 mg/l,

presentndose pudricin de las races siete das despus del trasplante por la mala

40 REMY, M., ref. 38, p. 22 y 27.


21

oxigenacin de la solucin. Este estudio se llev a cabo con la tcnica de DFT (flujo

profundo) y DRF (raz dinmica flotante).

En el presente estudio se encontr que los valores de oxgeno disuelto en la solucin

nutritiva fueron superiores a 3,2 mg/l, pues en los tres tratamientos se registraron

valores entre 5,14 y 7,85 mg/l. Esto significa que las plantas de lechuga en todo

momento dispusieron de suficiente oxgeno disuelto para su desarrollo. El sistema

hidropnico NFT empleado en esta oportunidad mostr una mejor distribucin de los

niveles de oxgeno disuelto, ya que el uso de tubos con pendiente determinada logr

crear un flujo de solucin ms continua y, por lo tanto, con mayor aireacin.

5.4 Conductividad elctrica y pH de la solucin La conductividad elctrica es un indicador del contenido de sales totales en la

solucin nutritiva y es uno de los parmetros ms tiles para el manejo de la misma.

Segn Soto41 se debe revisar como mnimo tres veces por semana, y se debe

reemplazar la solucin cuando la conductividad elctrica tenga un valor menor a 1,5

mS/cm. En este estudio el reemplazo de los nutrientes se realiz cada diez das, lo

que coincidi con los valores mnimos de conductividad elctrica. En la figura 6 se

puede observar el comportamiento de la conductividad elctrica en el tanque

distribuidor y el receptor.

41SOTO, F., ref. 6, p. 28.


22

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Das de cultivo

CE

(sM

/cm

)

Tanque receptor Tanque distribuidor

Figura 6. Comportamiento de la conductividad elctrica en el tanque distribuidor y receptor del sistema recirculante.

La precipitacin pluvial imperante en la zona del estudio, as como la

evapotranspiracin, son factores limitantes para la produccin de lechuga a la

intemperie utilizando el sistema NFT (Figura 7).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Das de cultivo

Prec

ipita

cion

(mm

)

Figura 7. Precipitacin durante el ciclo de cultivo de lechuga en el sistema recirculante.

En los das con lluvia la solucin nutritiva tiende a diluirse, razn por la cual la

conductividad elctrica y el pH disminuyen. En los das sin lluvia se produce una

concentracin de nutrientes en la solucin por la accin de la evapotranspiracin,


23

presentndose altibajos en los valores de conductividad elctrica y de pH. El

comportamiento del pH de la solucin durante el ciclo del cultivo se muestra en la

figura 8.

6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

7,4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Das de cultivo

pH

Tanque receptor Tanque distribuidor

Figura 8. Comportamiento del pH en el tanque distribuidor y receptor del sistema recirculante.

La dilucin de los nutrientes en la solucin nutritiva por efecto de la lluvia es un factor

limitante en la produccin de plantas a la intemperie, razn por la cual es necesario

considerar la produccin de plantas hidropnicas en un ambiente protegido.

5.5 Peso de la biomasa radicular Segn el anlisis estadstico (cuadro 1, figura 9), la produccin de biomasa radicular

fue significativamente diferente entre los tratamientos 1 y 3 (P


24

Cuadro 1. Anlisis estadstico (Tukey 5%) de la caracterstica peso de la biomasa radicular

T1 T2 T3

-1,54076 3,375001 T1

0,2831 0,0046

1,540761 4,915763 T2

0,2831


25

Figura 10. Races necrticas de

lechuga al momento de la cosecha.

Figura 11. Races sanas de lechuga al momento de la cosecha.

5.6 Longitud de la raz Existen diferencias significativas en la longitud de la raz entre los tratamientos

probados (cuadro 2, figura 12). El tratamiento 2 present la mayor longitud de la raz

(16,6 cm) y el tratamiento 1 la menor longitud de la raz (10,8 cm). Esto se debi a

que en el primer caso, la relacin solucin nutritiva : aire estaba bien balanceada y

las races tenan espacio suficiente para crecer, en tanto que en el segundo caso las

pudriciones radiculares disminuyeron la longitud de este rgano (figura 10).

Cuadro 2. Anlisis estadstico (Tukey 5%) de la caracterstica longitud de la raz

T1 T2 T3

-9,70468 -3,56954 T1


26

c

b

a

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

T1 T2 T3

Tratamientos

Long

itud

raz

(cm

)

Figura 12. Longitud de la raz de lechuga cosechada 24 das despus del trasplante en un sistema hidropnico recirculante (NFT).

5.7 Peso de la biomasa foliar El peso de la biomasa foliar present diferencias significativas entre los tres

tratamientos. En el cuadro 3 se presenta el anlisis Tukey 5% para la caracterstica

objeto de estudio. En la figura 13 se observa claramente que los tratamientos difieren

entre s, siendo el tratamiento 2 el de mayor peso de la biomasa foliar, con un

promedio de 53,67 g/planta. Esta caracterstica est relacionada con la biomasa

radicular y la longitud de las races, pues a mayor desarrollo de la raz la biomasa

foliar se incrementa. El menor peso de la biomasa foliar se present en el tratamiento

3 con un promedio de 23,47 g/planta. Esto se debi a que durante los primeros

cuatro das despus del trasplante, las plantas sufrieron un estrs hdrico, ya que las

races sumergidas en la solucin nutritiva eran muy escasas en relacin con las

races de las plantas del tratamiento 1, en donde estaban anegadas.

En algunas plantas se observ un crecimiento anormal debido a la alta temperatura

registrada en ese perodo.


27

Cuadro 3. Anlisis estadstico (Tukey 5%) de la caracterstica peso de la biomasa foliar.

T1 T2 T3

-10,9166 3,933898 T1


28

peso de la biomasa radicular y la longitud de las races, pero en esta oportunidad no

mostr la misma tendencia pues el tratamiento 1 lo super (figura 14).

Cuadro 4. Anlisis estadstico (Tukey 5%) de la caracterstica peso de la longitud de la hoja.

T1 T2 T3

0,681701 3,976588 T1

0,7754 0,0008

-0,6817 3,294887 T2

0,7754 0,0057

-3,97659 -3,29489 T3

0,0008 0,0057

baa

0,00

3,00

6,00

9,00

12,00

15,00

18,00

T1 T2 T3

Tratamientos

Long

itud

hoja

(cm

)

Figura 14. Longitud de la hoja de lechuga cosechada 24 das despus del

trasplante en un sistema hidropnico recirculante (NFT). En la produccin de lechuga lo que realmente interesa es la biomasa foliar. Esta

caracterstica se increment con la aplicacin del tratamiento 2 (lmina de 4 cm de

solucin nutritiva), pues la disponibilidad de oxgeno disuelto, la temperatura

adecuada y el espacio apropiado para el crecimiento de las races fueron


29

determinantes para la produccin de esta hortaliza. El anegamiento de las races

tiene un efecto negativo en el desarrollo de las plantas.


30

6 Lista de referencias bibliogrficas

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SOTO, Freddy. Produccin de lechuga con la tcnica de lmina de nutrientes modificada (NFT). San Jos (CR) : INA, 2006. 38 p.

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA, PE. Qu es hidropona? [en lnea]. Lima: Universidad Agraria La Molina, 2007 [Consultado 18 junio 2007]. Disponible en Internet:


32

7 Anexos

Anexo 1. Datos climatolgicos tomados de la estacin meteorolgica EARTH (10 12 Norte, 83 37 Oeste. 55 msnm), los 24 das del cultivo en el sistema

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Das de cultivo despues de transplante

Tem

pera

tura

(C

)

Temp. Max Temp. Min Temp. Prom

Anexo 2. Bomba elctrica de 0,5 HP


33

Anexo 3. Macetero NET-POT negro de 2 pulgada con lechuga en produccin

Anexo 4. Anlisis completa de la solucin nutritiva realizada por el laboratorio de suelos y agua de la Universidad EARTH, utilizada en la tcnica recirculante (NFT)

P K Ca Mg Fe Cu Zn Mn NO3 pH Cond. Elec.

----------------------------------------mg/l---------------------------------------- dS/m

545,0 221 58 22 0,7 0,1 0,2 0,2 132,8 7,03 1,44


34

Anexo 5. Principales materiales para construccin de la estructura de tcnica recirculante (NFT)

Materiales Cantidad Unidad Costo unitario Total

Tubo sanitario PVC 3" 10 Unidad $ 15,84 $ 158,37

Tubo PVC 1" SDR 26 1 Unidad $ 4,54 $ 4,54

Codo presin 1" 90grados 4 Unidad $ 0,45 $ 1,80

Codo presin 1" 90grados 8 Unidad $ 0,47 $ 3,76

Tee PVC 1" SDR 23 9 Unidad $ 0,57 $ 5,11

Tee PVC 1" lisa presin 7 unidad $ 0,70 $ 4,90

Tapn hembra liso PVC 3" 10 Unidad $ 4,35 $ 43,51

Tapn hembra liso PVC 3" 8 unidad $ 4,54 $ 36,36

Pegamento PVC 1/4 2 unidad $ 7,93 $ 15,85

Reduccin 1 a 1/2" 14 Unidad $ 0,29 $ 4,00

Reduccin PVC 1 a 1/2 5 Unidad $ 0,31 $ 1,54

Adaptador macho de 1" 1 Unidad $ 0,34 $ 0,34

Adaptador hembra de 1" 1 Unidad $ 0,28 $ 0,28

Llave bola 1/2" 9 Unidad $ 1,02 $ 9,21

Llave bola PVC 1" 1 Unidad $ 1,71 $ 1,71

Clavos de 2" c/cabeza 2 kg $ 1,15 $ 2,31

Macetero NET-POT negro 2" poli 1000 unidad $ 0,03 $ 32,82

Alambre 2 kg $ 0,94 $ 1,87

Madera 3 x 4 32 vara $ 2,90 $ 78,46

Estaon plstico de 200L 2 Unidad $14,48 $ 28,96

Bomba de 1 HP 1 Unidad $ 96,53 $ 96,53

boya accionadota de bomba) 1 unidad $ 14,48 $ 14,48

TOTAL $ 546,71


35

Anexo 6. Composicin de la formula hidropnica nutricional para el cultivo de lechuga desarrollada Kao (2004) (adaptado por Remy)

Componente Nombre mg/l

Ca(NO3)2 . 4H20 Nitrato de calcio 94

KNO3 Nitrato de Potasio 484

NH4H2PO4 Fosfato Monoamonico 62

MgSO4 . 7H20 Sulfato de Magnesio 394

MAC

RO

Ca(H2PO4)2 . H20 67

Fe . EDTA Hierro Quelatado 20

H3BO3 cido Brico 1,2

MnCl2 . 4H20 Cloruro de Manganeso 0,72

ZnSO4 . 7H20 Sulfato de Zinc 0,09

CuSO4 . 5H20 Sulfato de Cobre 0,04

MIC

RO

Na2MoO4 . 2H20 Molibdato disdico 0,01

EC (mS/cm2) 1,1

pH 6


36

Anexo 7. Composicin de la solucin de nutrientes (ppm) recomendaba por Resh (1997) para el cultivo de lechuga en el trpico durante la estacin hmeda (adaptado por Remy)

Nutriente ppm Nutriente ppm

Ca++ 150 Cl

Mg++ 50 Fe 5

Na Mn 0,5

K+ 150 Cu 0,03

N como NH4+ 32 Zn 0,05

N como NO3- 115 B 0,05

ResumenIntroduccinObjetivosRevisin bibliogrficaMateriales y mtodosResultados y discusinLista de referencias bibliogrficasAnexos

Documents

Produccion Lechuga Earth